海绵城市理念在市政给排水设计中的应用-第1篇

海绵城市理念在市政给排水设计中的应用

Summary：海绵城市理念正是我国城市在长期遭受频繁的洪涝灾害背景下提出来的，它借鉴了国外成熟的城市发展经验，通过对市政给排水管网的建设，在长时间连续性的强降雨发生时，不仅考虑了传统市政给排水管网对雨水的排泄，还通过有力的措施加大雨水停留时间和雨水的下渗量以削弱径流峰值。依赖雨水调蓄系统对降雨进行吸收、存储、沉淀和净化，当水资源短缺时，可将净化的雨水进行释放、回水再利用以达到补充城市用水、保护环境的目的。Keys：海绵城市；市政；给排水设计1基于“海绵城市”的给排水设计原则及设计要素1.1海绵城市道路基本概念传统的市政给排水设计思路是将路面雨水通过设置的雨水口收集，排入下水道中。而海绵城市道路是利用区域内的低影响开发设施将雨水储存，再利用其过滤、吸附、蒸发、下渗等功能，净化调控雨水径流，以调节水循环，减少水资源浪费，实现城市道路的可持续发展。海绵城市道路与LID设施密切相关，LID设施主要包括渗透滞留设施、雨水转输设施、调蓄净化设施三大类，具体设施名称及适用位置见表1。1.2海绵城市给排水设计原则给排水设计作为海绵城市设计的关键组成部分之一，其设计质量会对海绵城市建设水平产生直接的影响，必须充分重视。因此，海绵城市道路给排水在设计过程中应遵循以下原则：第一，生态优先原则。给排水设计应将区域内的生态环境作为优先考虑因素，明确保护目标，加强前期生态分析与评估，从规划布局、要素设计等方面降低对生态环境的影响；第二，统筹协调原则。海绵城市道路设计需要给排水、道路交通、景观园林等多个专业的技术人员共同参与，需要从宏观到微观方面做好前期的统筹协调和技术对接，以提高设计质量，避免后期返工；第三，集约高效原则。海绵城市道路设计时应尽量选择集约式布局，节约土地，减少对自然环境的破坏，将道路的雨洪控制功能、运营功能与沿线景观相结合，最大限度地发挥其经济效益、社会效益和生态效益。1.3海绵城市道路排水设计要素⑴渗传统的城市道路通常以硬面铺装为主，会破坏原有的水文生态环境。为了满足海绵城市道路“渗”，需要将硬化路面改为透水型的水泥或沥青混凝土路面，这样雨水落下可通过透水路面排至地下水，在雨水渗透期间还可以通过其他LID设施将雨水净化。⑵蓄目前全球水资源整体比较匮乏，而雨水是重要水资源之一。海绵城市的“蓄”就是将降雨蓄积起来，以供后期使用。但是在蓄积雨水时，不应破坏原生态，否则可能会积水成灾。城市常用的蓄水设施有蓄水模块和蓄水地下池。蓄水模块属于预制结构，一般是用防水布包裹埋于地下，并在内部安装进出水管，水泵和检查井才能投入运营；蓄水地下池是直接在地下开挖的一种雨水储存装置。⑶滞海绵城市中“滞”的理念是通过雨水花园、雨水塘等设施将雨水滞留，降低地表雨水径流。其中雨水花园是指在道路周围绿草地区域内部栽植各种花草，花草的根部不仅可以滞留雨水，还可以吸收雨水中的阴阳离子；雨水塘一般是利用现状鱼塘或池塘建造，可作为雨水流经路径终点。同时，在雨水塘还要种植一些耐湿的草本或灌木护坡。⑷净雨水流经市政道路沿线各个LID设施后都可能被净化。按照雨水收集区域不同，可将海绵城市雨水净化体系划分为三大类，即居住区净化、工业园区净化、市政公共区域净化；按照雨水净化原理不同，可划分为土壤渗透净化、人工湿地净化、生物净化，其中人工湿地净化雨水效果最好。人工湿地净化：人工湿地包括湿地植物、湿地填料、卵石滤水层等部分。经过上行流池和下行流池两次净化后才能排到下游清水池。⑸用雨水在经过渗、蓄、滞、净等流程后，雨水可用于建筑施工、绿化灌溉、洗车、抽水马桶、消防等领域，以达到节约用水的目的，并缓解城市洪涝灾害的冲击。2海绵城市设计理念在我国市政给排水工程设计中的使用和实施2.1人行道设计人行道设计是城市交通基础建设中的关键环节，是保障人民出行舒适、安全的关键举措，将海绵城市理念运用在人行道设计中具有重要意义。选择渗透特性较好的材料运用在人行道路排水系统中，使雨水可以迅速渗入地下，有效缓解了道路积水问题，同时利用此类材料结合路面处理工艺可以使人行道达到合理的湿度，再依靠地表下方深层的“海绵体系”设计，确保地下水补给。自然降雨经透水路面完成下渗后，借由人工结构层和路面下方砂砾层实现自然水体的初步“人工净化”；再经过深层海绵体系，达到自然土层，完成对地下水的补充；特殊工艺处理的地表路面（如下凹式绿地）可充分减慢径流的流速，借由雨水管网实现排放，降低地表上方管网系统的压力。2.2车行道设计目前我国道路建设普遍采用硬化的不透水路面，提高了地表上方路面对自然降水导流的能力，但也存在路面积水、污染严重以及地下水不足等问题，成为城市热岛效应的诱因之一。在道路建设中，引入海绵城市理念可以有效改善路面积水和地下水供给不足的问题。实际建设过程中，机动车行驶道路可以选用渗水能力较高的渗水沥青混凝土，向下位于中间层和底部可以选用胶质透水石材料与非透水性材料相结合的方式，在满足路基承载力的同时，最大限度发挥路基渗、透水能力，降低自然降水对基层造成的侵蚀。针对非透水性材料，可以采用组合沟槽式结构，以形成路面下方的导流功能，将渗透的自然降水导入盲沟，借由“海绵体系”完成地下水补给。若在地表上方空间极为受限的窄巷或街道，仍可采用渗井的方式完成地表径流导流，使地下海绵体系充分发挥功能。2.3多功能蓄水池的设计日本建立的多用途蓄水池能够调节降雨，同时具备城市景观和绿化功能。我国开展市政给排水设计时可以汲取类似成功经验，将多用途蓄水池的建设充分应用在城市规划中。针对城市居民的实际情况，可以建立满足城市居民生活需要的蓄水池，借由管道将雨水导流至蓄水池，结合污水处理与净水功能，将自然降水转化为城市居民用水[1]。人工湖作为常见且应用广泛的集雨系统，仍可在城市建设中进行应用，但在应用的同时要注意人工湖的水位规划与引流导流，并注意水质管理。2.4市政排水设计方案的优化传统的市政给排水方案均按照城市近年的平均降水量测算排水量。随着城镇化建设步伐的推进，城市居民排水量也相应增加，传统的排水量计算方法和我国市政给排水方案不能有效满足当前的排水需求。在我国市政给排水设计流程中运用海绵城市理念，使城市排水系统具备了迅速排放的能力，实现了净水及蓄水等多方面功能。对给排水方案的进一步优化，可以使城市积水以及水资源环境污染等实际问题得到有效改善。2.5绿化带的设计(1）在多雨时节，应该进行适当的降雨渗透工作，并保证对降雨进行初步过滤，以确保降雨的清洁度能够达到城市生产活动用水需求。(2）设计的绿化带应具备一定的集水功能，结合防渗特性良好的材料，使雨水经引流后完成集水。(3）在对绿化带设计过程中，应针对城市中的实际情况提出相适应的导流工艺，使降水流动具有一定规律性。此外，还应在绿化带上方合理设置雨水降落导流，确保自然降水的引流与集水过程更为顺畅。3结语在市政给排水的设计和建设中，可以应用“海绵城市”理念，提高道路的渗透性质、蓄水性质以及防洪性质。在实际开展设计时，需围绕着“海绵城市”的六项要素，即渗、蓄、净、用、滞、排。提升市政给排水的实际实际效果。Reference：[1]樊彦雷.海绵城市理念在